Inventor 中复杂零件设计的可靠建模技术

为什么参数化建模如此困难？前一分钟你有一个非常好的模型，看起来很好，下一分钟，爆炸！我知道这发生在你身上——也发生在我身上。

如何正确使用发明人？

当我教 Inventor 时，经常有人问我：“如何正确使用 Inventor？当然，没有“正确”的方式来使用Autodesk Inventor。这是一个工具，就像任何其他工具一样。我们可以将它用于许多不同的任务，并且以许多不同的方式 - 所有这些都是正确的。那么，我们如何量化“建模良好”的部分呢？我对此进行了深思熟虑，我只能提出两个标准：

1.几何形状必须正确（这是给定的）。

2.该部分必须易于更新（这是棘手的部分）。

参数化建模的优势

Autodesk Inventor 允许我们构建参数化模型。可以通过调整参数值轻松更改的模型。这对于构建需要以可预测的方式进行调整的模型（可配置设计）非常有用。或者构建非常相似的组件族（复制和粘贴、调整参数、完成工作）。

参数化建模的问题

参数化建模的问题在于我们必须在四个维度上建模。我们在通常的三个维度上建模，我们还必须考虑时间，或者我们的模型可能随时间变化的方式。这种随时间推移的变化通常称为设计意图。构建一个可以以可预测的方式变化的模型需要一些思考和一些计划。

参数化建模的问题：

• 很容易无意中建立关系

• 编辑特征会导致所有后续特征再生

• 部件更新变得不可预测

• 失去设计意图

• “固定”零件或从头开始改造浪费了时间

• 我们宁愿构建自己的零件，也不愿重用别人的零件

可靠的建模技术

可靠的建模技术需要前期工作。过去，在 AutoCAD 中高效工作意味着更快地捣碎键盘。在 Inventor 中高效工作更像是下棋。在开始之前，坐下来思考我们将要做什么是值得的。可靠的建模需要一个计划。可靠的建模为我们提供了：

• 可编辑模型 - 捕获设计意图

• 明显的模型 - 记录设计意图

• 可重用模型 — 我们宁愿重用也不愿重建

是什么使模型变得复杂？

如果您的模型只有一个实体和少数特征，则不必担心您的同事弄清楚如何更改您的模型。

如果要创建不受更改的零件模型（例如供应商的组件），则无需担心设计意图。

在短期内，构建可靠的模型将花费更长的时间。构建可靠的模型将节省您的时间，前提是您将在零件的生命周期内多次更换零件，或者您可以在多个设计中重复使用零件。

在使用自上而下的建模技术或构建可配置的内容（如 iParts、iAssemblies 或 iLogic 驱动设计）时，可靠的建模是先决条件。

鼓励良好的建模行为

当我还是一名CAD经理时，我发现诊断模型中的意外行为是一项耗时的挑战。我发现的一个工具对我有很大帮助，那就是发明家设计检查器。Autodesk Inventor Design Checker 是一个可以从 Autodesk App Store 下载的工具（对于固定期限的使用许可客户免费）。

设计检查器可用于检查其他模型中的最佳实践，但新手建模者也可以使用它来向他们提供有关其模型进度的动态反馈。了解更多信息。

发明人的关系

在 Autodesk Inventor 中创建复杂模型的关键是保持对关系的控制。如果您不了解在参数、草图、特征、实体、零件约束和装配体之间建立的关系，则模型将不会以可预测的方式更新。坏消息是 Inventor 不会为您管理这个（它无法读懂您的思想！好消息是您可以完全控制此过程。

关系规则

• 没有意外关系

• 将关系保持在最低限度

• 所有的关系都是有计划的和有目的的

• 所有关系都是显而易见且易于理解的

模型浏览器和功能历史记录

Inventor 中的模型浏览器也称为功能树。树中的每个项目都表示模型中的一个特征，例如孔或圆角。

要素可分为两组：基于草图的特征（拉伸、旋转、扫描放样等）和就地特征，或不需要草绘但需要基于现有几何的要素（圆角、倒角、壳等）。

模型浏览器也称为历史记录浏览器，因为它显示创建要素的顺序。树中的每个要素都可以引用树上进一步“向上”的要素（过去）。要素不能从它们（将来）引用树中的其他要素。

特征可以在特征树中拖动到不同的顺序，但不能将它们“向上”拖过它们所引用的要素，或“向下”拖过引用它们的要素。

这些关系也称为依赖项。基于特征的建模是一个强大的工具，因为我们可以使用这些依赖关系为我们的模型添加智能。

模型浏览器的末尾是部件结束 （EOP） 标记。您可以在树中向上或向下拖动以暂时隐含要素。

设计意图

如果我给你一个50毫米x 50毫米x 6毫米的钢板模型，在面的中间有一个M10间隙孔，并要求你改变那块板的宽度，这个孔应该怎么做？

使用基于特征的建模，我们可以决定模型将如何变化。这称为设计意图。

提示：使用特征剖面过滤器工具（在快速访问工具部件中，绿色符号）在选择面和边、特征和草图之间切换。按住 SHIFT 键并右键单击以将过滤器调到光标处。

在特征选择模式下，您可以在图形窗口中双击特征进行编辑，而不必在浏览器中查找它。

诊断关系

当您需要诊断未生成的模型时，请尝试使用关系管理器来提供帮助。右键单击浏览器中的任何功能，然后选择关系。所选关系显示在“关系”对话框的中间。该功能将在浏览器和图形窗口中高亮显示。

所选功能所需的功能显示在上面的框中。依赖于所选功能的功能显示在下面的框中。

通过选择您感兴趣的功能旁边的“选择”（白色箭头）按钮来遍历相关功能。

通过选择旁边的“编辑功能”按钮来编辑您感兴趣的功能。

修复零件模型中的故障

当你在编辑一个设计时（不是如果）你遇到了失败，你需要知道如何应对。了解本文中的建模最佳实践将帮助您了解模型中的错误所在。我也希望这篇文章不仅能帮你修复故障，而且从长远来看，也能让模型更加健壮。

以下是修复故障的一些提示：

向下钻取以获取帮助

发明家会通过弹出警告警告您即将到来的厄运。单击加号以展开节点，直到看到红色文本。单击此红色文本可在图形窗口中突出显示问题。

卷起零件末端标记

故障通常会级联。这可能看起来是毁灭性的，但通常，修复第一个故障将自动修复相关要素中的故障。

诀窍是通过向上移动 EOP 来抑制第一个受影响功能下方的所有功能。可以拖放 EOP，或右键单击受影响的功能并选择“移动 EOP 标记”。

修复故障

如果您知道故障是什么，请修复它！如果您不知道故障是什么，请右键单击损坏的功能并选择“恢复”以启动设计医生，这将帮助您完成整个过程。

修复故障后，按几个功能向下滚动 EOP，以检查它们是否按预期重新生成。一次继续向下滚动 EOP 几个功能，边做边修复问题，直到整个功能树重新生成。

现在。您将如何以不同的方式构建此部分？

提示：您可能无法总是以稳健的方式返回并重建每个零件，但从检查其他人的模型中总能学到一些东西。

草绘特征与放置特征

您会注意到，草图环境中有许多工具可用，这些工具在特征环境中也可用。示例包括圆角、倒角、镜像和图案。这里的建议是保持草图简单，尽可能使用特征。

如有疑问（如果草图环境和特征环境中都使用相同的工具），请使用该功能。

为什么？

• 诊断故障 - 如果出现任何问题，则很可能在草图中。保持草图简单使故障更容易诊断。特别是基于草图的镜像和图案化经常引起问题，并且可以很容易地替换为特征。

• 保持灵活性 - 在尝试替代要素时可以隐含要素。

• 保留设计意图 - 当您使用（例如）孔特征而不是草绘圆时，模型的下游使用者更容易理解您的设计意图。

• 下游功能 - 如果模型用于下游（例如，用于 CNC 编程、FEA 或 BIM），则通过隐含特征来简化模型比移除草绘特征要容易得多。

关系：优先顺序

对于 Inventor 来说，有些关系比其他关系更复杂。在规划设计时，请记住这一点。尽可能创建简单的参数关系，仅在必要时创建复杂的特征间关系。

1. 参数关系

发明者是一个计算机程序。计算机真的非常擅长数学。毫不奇怪，发明家要管理的最简单关系是数学关系。

参数 1 驱动草图 1 几何图形。

• 你能在你的设计中将关系表示为方程吗？

• 你能用iLogic来描述复杂的公式吗？

2. 草图到草图

如果你不能用数学来表达关系，而你需要用几何来表达它，那么最安全的方法是将一个草图与另一个草图联系起来。这称为水平关系 - 两个草图位于同一标高上。我们正在最大限度地减少 Inventor 必须计算的特征关系的数量，从而减少出错的机会。

参数 1 驱动 Sketch1，而 Sketch1 驱动 Sketch2。

3. 草图到特征

在现有要素的表面创建草图是一种常见的工作流。这样做没有错，但值得认识到你刚刚做了什么。

参数驱动 Sketch1，它驱动 Feature1，驱动 Sketch2。

现在，我们创建了一个更复杂的事件序列，Inventor 必须计算这些事件序列才能获得结果。
当然，这很强大，但如果我们无意中创造了一种我们不知道的关系，那就令人沮丧了。

4. 功能到功能

特征到特征的关系是 Inventor 要计算的最复杂的关系，因为它必须先计算两个特征“分支”，然后才能比较这两个分支以获得结果。

要素到要素的关系可能是参数化编辑的最棘手的关系类型，因为必须确保所有贡献要素都有意义，才能使最终要素有意义。

参数驱动 Sketch1，它驱动功能1，驱动Sketch3，驱动功能3。

参数 2 驱动 Sketch2，草图 2 驱动功能2，功能2 也驱动功能3。

Paul Munford是一个笑声，梦想家，生活愉快，CAD极客和Autodesk在英国的技术营销经理。Paul在建筑行业制造物品的背景使他涉足数字原型制作和建筑信息模型（BIM）。保罗在2012年第一次在欧特克大学发表演讲，他说这是任何人与房间里的250个人一起玩得最开心的事情。

Luke Mihelcic 自 1995 年以来一直从事设计、工程和分析工作。他的职业生涯始于电信，为电视和广播设计移动制作设备。作为欧特克核心制造解决方案的技术营销经理，他负责开发、创建和实施相关内容和工具，帮助用户理解和利用欧特克设计和制造产品组合。

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